와우! 과학

[아하! 우주] 토성의 위성 타이탄 하늘 날 ‘잠자리 드론’

작성 2017.08.25 11:19 ㅣ 수정 2017.08.25 11:19
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▲ 토성 위성 탐사 임무를 맡게 될 잠자리 드론. 원자력 전지로 동력을 얻는다. (사진=APL/ Mike Carrol)


미항공우주국(NASA)은 2020년대 태양계 탐사를 위한 제안을 받고 있다. 미국 내 여러 대학과 연구팀이 태양계의 비밀을 풀 기발한 아이디어들을 백가쟁명식으로 내놓고 있는 가운데, 존스 홉킨스 대학의 응용물리학 연구소 과학자들은 토성의 위성 타이탄의 하늘을 날 쿼드콥터 드론을 제안했다.


잠자리처럼 생긴 외형은 아니지만, ‘드래곤플라이’(Dragonfly)로 명명된 이 드론은 지구의 드론과는 달리 원자력 에너지를 동력원으로 삼는다. 흔히 원자력 전지로 알려진 MMRTG(Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator)가 그것으로 큐리오시티 로버를 비롯한 다양한 우주 탐사 로봇과 우주선이 이를 동력원으로 삼는다.

토성의 위성 타이탄은 두꺼운 대기를 가진 독특한 위성이다. 심지어 그 밀도는 지구보다 높아서 드론을 날리기에 적당하지만, 한 가지 문제가 있다. 마치 안개가 낀 것처럼 뿌연 대기를 가지고 있는 데다 태양까지 거리가 멀어 태양광으로는 에너지를 보급할 수 없다는 것이다. 따라서 현실적으로 원자력 전지 이외에 다른 대안은 없는 셈이다.

그런데 원자력 전지라는 명칭이 주는 느낌과는 달리 MMRTG는 출력이 약하다. 10년 이상 꾸준히 전력을 생성하지만, 약한 출력으로 인해 큐리오시티 로버 역시 매우 느린 속도로 움직일 수밖에 없다. 비록 타이탄의 중력이 아무리 지구보다 약하지만, MMRTG만으로 지속적인 비행은 불가능하다. 따라서 MMRTG로 배터리를 충전 후 일정 시간 비행하고 다시 충전하는 방식을 사용해야 한다.

그래도 이 잠자리 드론은 한 번에 최대 10~20㎞ 비행이 가능해 큐리오시티 로버와는 비교할 수 없는 거리를 이동할 수 있다. 타이탄의 약한 중력과 두꺼운 대기 덕분에 비행이 매우 효율적이기 때문이다. 연구팀은 2년 반의 임무 동안 타이탄의 상당 부분을 비행하고 데이터를 수집할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

물론 아직 제안 단계이지만, 만약 실제 탐사 임무로 선택된다면 태양계의 위성을 나는 드론이 될 뿐 아니라 사상 최초의 핵 추진 드론이 되는 셈이다. 과연 우주 원자력 드론이 현실이 될지 결과가 주목된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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